7-1-8-土工合成材料地基

7-1-8 土工合成材料地基

7-1-8-1 土工织物地基

土工织物地基又称土工聚合物地基、土工合成材料地基，系在软弱地基中或边坡上埋设土工织物作为加筋，使形成弹性复合土体，起到排水、反滤、隔离、加固和补强等方面的作用，以提高土体承载力，减少沉降和增加地基的稳定。图7-41为土工织物加固地基、边坡的几种应用。…….

图7-41 土工织物加固的应用

（a）排水；（b）稳定路基；（c）稳定边坡或护坡；

（d）加固路堤；（e）土坝反滤；（f）加速地基沉降

1-土工织物；2-砂垫；3-道渣；4-渗水盲沟；5-软土层；6-填土或填料夯实；7-砂井

1．材料要求

土工织物系采用聚酯纤维（涤纶）、聚丙纤维（腈纶）和聚丙烯纤维（丙纶）等高分子化合物（聚合物）经加工后合成。一般用无纺织成的，系将聚合物原料投入经过熔融挤压喷出纺丝，直接平铺成网，然后用粘合剂粘合（化学方法或湿法）、热压粘合（物理方法或干法）或针刺结合（机械方法）等方法将网联结成布。土工织物产品因制造方法和用途不一，其宽度和重量的规格变化甚大，用于岩土工程的宽度由2~18m；重量大于或等于0.1kg/m2；开孔尺寸（等效孔径）为0.05~0.5mm，导水性不论垂直向或水平向，其渗透系数k≥10-2cm/s（相当于中、细砂的渗透系数）；抗拉强度为10~30kN/m（高强度的达30~100kN/m）。

2．特点和适用范围

土工织物的特点是：质地柔软，重量轻，整体连续性好；施工方便，抗拉强度高，没有显著的方向性，各向强度基本一致；弹性、耐磨、耐腐蚀性、耐久性和抗微生物侵蚀性好，不易霉烂和虫蛀；而且，土工织物具有毛细作用，内部具有大小不等的网眼，有较好的渗透性（水平向1×10-1~1×10-3cm/s）和良好的疏导作用，水可竖向、横向排出。材料为工厂制品，材质易保证，施工简便，造价较低，与砂垫层相比可节省大量砂石材料，节省费用1/3左右。用于加固软弱地基或边坡，作为加筋使形成复合地基，可提高土体强度，承载力增大3~4倍，显著地减少沉降，提高地基稳定性。但土工聚合物存在抗紫外线（老化）能力较低，如埋在土中，不受阳光紫外线照射，则不受影响，可使用40年以上。

适用于加固软弱地基，以加速土的固结，提高土体强度；用于公路、铁路路基作加强层，防止路基翻浆、下沉；用于堤岸边坡，可使结构坡角加大，又能充分压实；作挡土墙后的加固，可代替砂井。此外，还可用于河道和海港岸坡的防

冲；水库、渠道的防渗以及土石坝、灰坝、尾矿坝与闸基的反滤层和排水层，可取代砂石级配良好的反滤层，达到节约投资、缩短工期、保证安全使用的目的。

3．施工工艺方法要点

（1）铺设土工织物前，应将基土表面压实、修整平顺均匀，清除杂物、草根，表面凹凸不平的可铺一层砂找平。当作路基铺设，表面应有4%~5%的坡度，以利排水。

（2）铺设应从一端向另一端进行，端部应先铺填，中间后铺填，端部必须精心铺设锚固，铺设松紧应适度，防止绷拉过紧或褶皱，同时需保持连续性、完整性。避免过量拉伸超过其强度和变形的极限而发生破坏、撕裂或局部顶破等。在斜坡上施工，应注意均匀和平整，并保持一定的松紧度；避免石块使其变形超出聚合材料的弹性极限；在护岸工程坡面上铺设时，上坡段土工织物应搭在下坡段土工织物上。

（3）土工织物连接一般可采用搭接、缝合、胶合或U形钉钉合等方法（图7-42）。采用搭接时，应有足够的宽（长）度，一般为0.3~0.9m，在坚固和水平的路基，一般为0.3m，在软的和不平的地面，则需0.9m；在搭接处尽量避免受力，以防移动；缝合采用缝合机面对面或折叠缝合，用尼龙或涤纶线，针距7~8mm，缝合处的强度一般可达缝物强度的80%；胶结法是用胶粘剂将两块土工织物胶结在一起，最少搭接长度为100mm，胶结后应停2h以上。其接缝处的强度与土工织物的原强度相同；用U形钉连接是每隔1.0m用一U形钉插入连接，其强度低于缝合法和胶结法。由于搭接和缝合法施工简便，一般多用之。

图7-42 土工织物连接方法

（a）搭接；（b）胶合；（c）、（d）缝合；（e）钉接

（4）为防止土工织物在施工中产生顶破、穿刺、擦伤和撕破等，一般在土工织物下面宜设置砾石或碎石垫层，在其上面设置砂卵石护层，其中碎石能承受压应力，土工织物承受拉应力，充分发挥织物的约束作用和抗拉效应，铺设方法同砂、砾石垫层。

（5）铺设一次不宜过长，以免下雨渗水难以处理，土工织物铺好后应随即铺设上面砂石材料或土料，避免长时间曝晒和暴露，使材料劣化。

（6）土工织物用于作反滤层时应作到连续，不得出现扭曲、折皱和重叠。土工织物上抛石时，应先铺一层30mm厚卵石层，并限制高度在1.5m以内，对于重而带棱角的石料，抛掷高度应不大于50cm。

（7）土工织物上铺垫层时，第一层铺垫厚度应在50cm以下，用推土机铺垫时，应防止刮土板损坏土工织物，在局部不应加过重集中应力。

（8）铺设时，应注意端头位置和锚固，在护坡坡顶可使土工织物末端绕在管子上，埋设于坡顶沟槽中，以防土工织物下落；在堤坝，应使土工织物终止在护坡块石之内，避免冲刷时加速坡脚冲刷成坑。

（9）对于有水位变化的斜坡，施工时直接堆置于土工织物上的大块石之间的空隙，应填塞或设垫层，以避免水位下降时，上坡中的饱和水因来不及渗出形

成显著水位差，使土挤向没有压载空隙，引起土工织物鼓胀而造成损坏。

（10）现场施工中发现土工织物受到损坏时，应立即修补好。

4．质量控制

（1）施工前应对土工织物的物理性能（单位面积的质量、厚度、比重）、强度、延伸率以及土、砂石料等进行检验。土工织物以100m2为一批，每批抽查5%。

（2）施工过程中应检查清基、回填料铺设厚度及平整度、土工织物的铺设方向、搭接缝搭接长度或缝接状况、土工织物与结构的连接状况等。

（3）施工结束后，应作承载力检验。

（4）土工织物地基质量检验标准如表7-39所示。

土工织物（土工合成材料）地基质量检验标准表7-39

7-1-8-2 加劲土地基

加劲土地基系由填土和填土中布置一定量的带状筋体（或称拉筋）以及直立的墙面板3部分组成一个整体的复合结构（图7-43）。这种结构内部存在着墙面土压力、拉筋的拉力、以及填土与拉筋间的摩擦力等相互作用的内力，并维持互相平衡，从而可保证这个复合结构的内部稳定。同时这一复合体又能抵抗拉筋尾